JP2003507847A - 照明条件を測定するための方法及びその装置 - Google Patents
照明条件を測定するための方法及びその装置Info
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Abstract
Description
特許出願第60/149,827号の恩典を請求するものである。
び装置に関する。
反射される色は、変動する照明条件下で人間の観察者により異なる形で知覚され
る。例えば、青色枚葉紙は、蛍光光源をもつ部屋の中で緑がかった色合いを発出
するように見えるかもしれず、一方、同じ青色枚葉紙は、白熱照明を備えたもう
1つの部屋の中では黄色がかった色合いを発出するように見える可能性がある。
理システムは、グラフィックアート及び画像処理分野において広く用いられてい
る。これらの従来のシステムは、通常、同等の色再現をもたらすため3刺激値を
制御する。例えば、異なる照明条件下でオリジナルと同等の色をもつ印刷画像を
再現するため、白色点の差異を補償すべく色順応変換が適用され、3刺激値を出
力デバイスのための特定色信号へと変換するために色信号変換が適用される。し
かしながら、この従来の方法には欠陥があり、往々にして、スペクトル情報が無
視されるという事実に大きく起因して正確な結果を生み出すことができない。
真の色を予測するためには、その物体の光反射特性と照明条件の折合いをつけな
くてはならない。特に、スペクトル的に非選択的な反射率をもつ物体の真の色を
予測するためには、物体の特定の場所における照明条件に関する情報が必要とさ
れる。この場合、物体から反射される光の3刺激値を、従来の数学的正規化技術
を用いて物体上に照射される光の照度及び色度座標から計算することができる。
同様にして、スペクトル的に選択した反射率をもつ物体の真の色を予測するため
には、その物体の特定の場所における照明条件に関する情報(すなわちスペクト
ル放射照度)が必要とされる。1つの物体から反射された光の3刺激値は、等色
関数、その物体のスペクトル反射率及びスペクトル放射照度の線形組合せから計
算できる。
えば、異なる照明条件における画像処理デバイスは、照明条件により引き起こさ
れる可能性のあるあらゆる色ひずみを補償すべく画像を処理するのにかかる情報
を使用することができる。このようにして画像を修正することにより、画像を、
あたかもスペクトル放射照度により妨害されていないかのごとく、その実際の色
を発出するコンピュータ表示デバイス上で表示されることができる。もう1つの
例には、印刷材料に対するスペクトル放射照度の考えられる効果を説明すべく、
印刷されるべき材料を表わすデータを改変させるためにかかる情報を使用するこ
とが含まれる。
照度及び色度座標を含めた照明条件を測定するためには、高度に専門化された高
価な計器が必要であった。これらの計器は多大な支出を要し、そのため数多くの
利用分野で使用できなくなっていた。さらに、このような従来の照明条件測定機
器を作動せるためには、高度の技術的能力、高度な数学的技能及び/又は訓練が
必要とされる。
大な技術的能力、高度の数学的技能及び/又は訓練を必要とせずに照明条件を測
定するために使用され得る方法及び装置に対する必要性が存在する。さらに、か
かる方法及び装置が容易に設置でき、構成、使用及び維持できるのであれば有利
であろう。
実施形態に従った方法は、複数の段階を内含している。この方法においては、各
々単数又は複数の色をもつ単数又は複数の標本が提供される。該物体の色の1つ
は、1つの標本の1つの色に対し比較される。比較対象となっている標本の色は
、複数の色属性値によって定義づけされる。比較対象となっている標本の色を表
わす複数の色属性値のうちの少なくとも1つは、該標本の色が物体の色に実質的
に整合するように見えるまで調整される。色属性値がひとたび調整された時点で
、物体の照明条件は、調整済みの複数の色属性値に基づいて決定される。
実施形態に従った装置には、表示デバイス、色属性インタフェース及び処理シス
テムが内含されている。表示デバイスは、1つの標本の単数又は複数色のうちの
1つに対し物体の色のうちの1つを比較するため、単数又は複数の標本を表示す
る。該色属性インタフェースは、標本の色が物体の色と実質的に整合するように
見えるまで標本の色を表わす複数の色属性値のうちの少なくとも1つを調整する
ために用いられる。処理システムは、調整済みの複数の色属性値に基づいて物体
の照明条件を決定する。
自ら実行可能な命令プログラムを具体的に実施する1つの機械によって読取り可
能なプログラム記憶デバイスには、各々が単数又は複数の色を有する単数又は複
数の標本を提供する段階;1つの標本の1つの色に対して物体の色のうちの1つ
を比較する段階であって、比較対象である標本の色が複数の色属性によって定義
づけされる段階;標本の色が実質的に物体の色と整合するように見えるまで比較
対象となっている標本の色を表わす複数の色属性値のうちの少なくとも1つを調
整する段階;及び調整された複数の色属性値に基づいて物体の照明条件を決定す
る段階が内含されている。
用も必要とせずに、又は多大な技術力、高度の数学的技能及び/又は訓練を必要
とせずに測定することができるという点にある。さらに、本発明に従って得られ
る照明条件測定値は、許容可能な程度の精度をもち、ユーザ側の多大な努力又は
時間を必要としない。さらに、本発明は設置、構成、使用及び維持が容易である
。
測定するための装置及び方法は、図1、2及び9に例示されている。該方法は、
1つの標本の1つの色に対して物体の色のうちの1つを比較する段階;標本の色
が実質的に物体の色と整合するように見えるまで標本の色を表わす複数の色属性
値のうちの少なくとも1つを調整する段階;及び調整された複数の色属性値に基
づいて物体の照明条件を決定する段階を内含する。該装置は、表示デバイス、標
本を表わす複数の色属性値を調整するのに使用される色属性インタフェース及び
調整済みの複数の色属性値に基づき照明条件を決定する処理システムを内含する
。本発明は、いかなる高度に専門化された高価な計器も、又いかなる技術力、高
度の数学的技能及び/又は訓練も必要とせずに、許容可能な精度で照明条件の測
定値を提供することを含め、数多くの利点を提供する。
されている。該装置10は、ユーザが1つの部屋の中の照明条件を測定できるよ
うにする。この特定の実施形態においては、照明条件装置10は、表示デバイス
14に作動的に連結されたコンピュータ処理デバイス12を内含する。標準的に
は、コンピュータ処理デバイス12は、単数又は複数のメモリデバイス(図示せ
ず)に連結された中央処理ユニット(図示せず)及び単数又は複数の入力及び/
又は出力インタフェースに連結された中央処理ユニット(図示せず)を含む。こ
の特定の実施形態においては、本発明に従い本書で記述されている方法は、処理
システム12内の単数又は複数のメモリデバイス又はコンピュータ読取り可能な
媒体内でプログラミングされ命令として記憶される。単なる一例としては、該コ
ンピュータ処理デバイス12は、富士通株式会社により製造されているLIFE
BOOKE350を含むことができるが、メインフレームコンピュータ、ミニコ
ンピュータ、マイクロコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップ
コンピュータ、パームトップコンピュータなどの数多くの異なるタイプの処理ユ
ニットも使用可能である。
れている。コンピュータモニタ又はCRTといったような、さまざまな異なるタ
イプの表示デバイス14を使用することができる。表示デバイス14は同様に、
本発明に従った方法のための命令がプログラミングされているサーバー/ネット
ワーク(図示せず)にそれ自体作動的に連結されている非プログラム式端末(図
示せず)に作動的に連結され得る。ますます増えるコンピュータ表示デバイスメ
ーカがその販売業者に対して、例えば本書に参考として内含されているICCプ
ロファイルフォーマットに基づくプロファイルといったような、デバイスプロフ
ァイルが予めロードされたコンピュータ表示デバイスを出荷している。従って、
この特定の実施形態においては、表示デバイス14は、ICCプロファイルフォ
ーマット又は規格化されたもう1つのプロファイルがロードされている特性の決
定された表示装置であるが、ここでも又その他のタイプの表示デバイス14を使
用することが可能である。
含するが、その他のタイプのユーザインタフェースも使用可能である。カラーパ
ッチ20といったような単数又は複数の標本20を表示スクリーン22上に表示
することができる。この特定の実施形態においては、標本20及びその特徴が、
コンピュータ処理デバイス12内の単数又は複数のメモリデバイス内のデータベ
ース内に記憶されているが、このデータは、コンピュータディスク上といったよ
うなその他の場所に記憶することもでき、又、ユーザが入力することもできる。
物体24が表示スクリーン22上に固定される場合には、クリップ、テープ又は
接着剤といったようなさまざまな異なる固定デバイスを使用することができる。
さらにこの特定の実施形態においては、反射率特性又は反射率を含めた物体の特
性及びその単数又は複数の色が単数又は複数のメモリデバイス内のデータベース
の中に記憶されるが、このデータは、コンピュータディスク上といったようなそ
の他の場所に記憶することができ、又、ユーザが入力することもできる。
表示されている。ただしその他の場所にあるその他のタイプのユーザインタフェ
ースも使用することができる。この例においては、図形スライダ26は2つの別
々のスライダ26(1)、26(2)及び26(3)すなわちR、G又はBのデ
ジタル計数値につき1つずつのスライダを含んでいるが、その他の数及びタイプ
のスライダを使用することもできる。図形スライダ26内のスライダ26(1)
〜26(3)の各々は、表示スクリーン22上に示されている標本20の単数又
は複数の色を調整する目的でユーザが操作できるものである。各々のR、G又は
Bデジタル計数値は0〜255までの範囲であり得るが、表示されている色の成
分のその他の計数値及び表現を使用することも可能である。特定の実施形態にお
いて、R、G及びB値が使用されているが、色を表わすためのその他の値及び成
分系を使用することもできる。例えば、この特定の例においては、明度、彩度及
び色相を表わすL、C及びHも使用でき、R、G及びBスライダ26(1)〜2
6(3)は、L、C、及びHスライダにより置換されることになる。L、C及び
H値は、人間の色知覚と密な関係をもつ。R、G及びB値とL、C、及びH値の
間の変換は、XYZ値及びL*a*b*値により容易に実施される。XYZとL*a * b*の間の変換は、本出願の14ページ目に示されているように容易に実施でき
る。XYZとL*a*b*の間の変換は当業者にとっては周知のものであり、本書
に参考として内含されているR.S.Bernsの「Billmeyer 及び Saltzman のカラー
テクノロジー原理」、第3版、John Wiley and Sons、2000、の中に記述さ
れている。L*a*b*とL.C.Hの間の変換は以下の方程式によって実施するこ
とができる。
a*、b*)及び(1、0)の間の角度を戻す。x2^はxの2乗を表わす。
き又は照明条件装置10によってプロンプトされたときに情報を入力できるよう
にするためのキーボード18とポインタデバイス16も内含しているが、情報を
入力するのにその他のタイプ及び数のユーザインタフェースデバイスも使用可能
である。ポインタデバイス16には、グラフィカルユーザインタフェース(GU
I)環境内にユーザが有効に情報を入力できるようにするためのマウス、ライト
ペン、ワンド又は当業者にとって周知のその他のあらゆるタイプのデバイスが内
含されうる。さらに、キーボード18には、当業者が考慮する通りの人間工学的
に設計されたキーボード、赤外線(すなわち遠隔)キーボード又はその他のあら
ゆるタイプのキーボードが内含され得る。
0の間に等色が確立された時点でそれをユーザが表示できるようにする整合ボタ
ン21も内含しているが、装置10に対し等色を信号送りすることといったよう
な情報入力のためのその他のデバイスも使用可能であろう。
2の少なくとも一部分の上への照射量を低減させるために表示スクリーン22の
前に位置づけされていて、 かつ/又はこれに取付けられているボックスといっ
たようなカバーを内含していてもよい。この特定の実施形態においては、カバー
28は、実質的に標本20のサイズ及び形状に対応する表示スクリーン22とは
反対側の端部に1つの開口部28を有しているが、カバーはその他の構成及びそ
の他の形状及びサイズを有することもできる。カバーは、クリップ、テープ、接
着剤、フック及びループタイプの固定装置又はその他のあらゆる適切な締結技術
又はデバイスで表示デバイス14に取付けることができる。さらに、カバー28
の内部は、内部の光の反射を低減させるため、不透明(例えば黒色)紙で覆われ
ていてよい。
のために使用されるカラー紙30の一例が示されているが、物体24のためには
その他のタイプの材料及び物を使用することができる。各カラー枚葉紙30は、
表示スクリーン22にひとたび取付けられた標本20をユーザが検分できるよう
にカットアウト区分32を内含している。カットアウト区分32のサイズ及び形
状は、標本20の寸法に対応している。この例では、カラー紙30は5×3イン
チのカラー枚葉紙(例えば、Cochenille Design Studio, Inc. によって製造さ
れているカラーエイド(Color Aid)) を含むが、その他のタイプ及び形状の材
料も使用可能である。
従ったそのそれぞれの名前と共に、選択されたカラー枚葉紙30のスペクトル反
射率が示されている。
ユーザは、ステップ31で照明条件を測定するための方法を開始する。次に、ス
テップ33でユーザは、物体24の色を表示スクリーン22上の標本20の色に
対し比較する。より特定的に言うと、ステップ35でユーザはこの例では図形ス
ライダ26を調整し、標本20の色が物体24の色と実質的に整合すると思われ
るまで、標本20を表わす色属性値(すなわち、R、G、又はBデジタル計数値
)を変更する。色合わせがひとたび実質的に確立されたならば、ユーザはポイン
タデバイス16又はその他のユーザインタフェースデバイスを用いて、この例で
は整合ボタン21を活動化させる。コンピュータ処理ユニット12が、ユーザが
整合ボタン21を活動化させたことを検出した時点で、ステップ37で、実質的
に整合された色標本を表わす信号又は照明条件値が、物体24の反射率特性及び
色属性値そして場合によっては等色関数に基づいて決定される。
力は、コンピュータ処理デバイス12内のメモリ又はもう1つの適切な記憶デバ
イス例えばディスク内に記憶することができ、そうでなければ図6に示されてい
るように約380nm〜約720nmといったような波長範囲にわたり例えば表
示スクリーン22上に単純に該出力を表示することもできる。照明条件出力は同
様に、例えば、表示された画像に対する照明条件の潜在的効果を低減させるべく
表示スクリーン22上に表示された画像を調整するか又は印刷された材料に対す
る照明条件の潜在的効果を減少させるべくプリンタデバイス13により印刷され
る前に画像を修正するために、その他の形で使用することもできる。
り詳細に論述する。ステップ31で、本発明は開始され、表示スクリーン22上
に標本20が示される。さらに、物体24が表示スクリーン22上に配置される
。この特定の実施形態においては、物体は、カラー枚葉紙30であるが、各々に
単数又は複数の色があるその他のタイプの物体24を用いることもできる。この
特定の例においては、標本20の色は、物体24の1つの色に対して比較される
だけであるが、物体24又はその他の物体24上の対応する色に対し各々、標本
20の多数の色を比較することができる。
に反射性物体24の色と整合するように見えるまで色標本20の色を変化させる
ために図形スライダ26(1)〜26(3)を使用する。単数又は複数のスライ
ダ26(1)〜26(3)を移動させることにより、標本の色のためのR、G又
はBデジタル計数値のうちの単数又は複数のものが調整され、標本の色が変化す
る。ひとたび等色が確立されると、R、G又はBデジタル計数値を、コンピュー
タ処理デバイス12内のメモリの中又はその他の場所、例えばステップ42に示
されているようなR、G及びBデジタル計数記憶領域の中に記憶させることがで
きる。
ため及びユーザの目の位置を固定するのを助けるために、図2及び4に示されて
いるような部分的カバー28を使用することができる。
明では、4色の異なる色の紙30が好ましいということがわかった。カラー用紙
30片の数又は単数又は複数の物体24上のその他の色の数を増大させると、照
明条件(単複)を測定する際の結果の精度は増大するが、ユーザのタスクは比較
の回数に比例して増加する。照明条件(単複)を測定するための好適な数及び色
を識別するため、実験が行なわれた。CRT表示の色ガモットの制限に基づいて
カラーエイドからの314枚のカラー枚葉紙の中から18枚のカラー枚葉紙が選
択された。その後、選択されたカラー用紙の考えられる全ての組合せについて、
シミュレーションを実施することにより測定精度が検査され最良の組合せが決定
された。4枚のカラー枚葉紙の組合せ及び6枚のカラー枚葉紙の組合せが選択さ
れた。1つタスクがL、C、Hスライダの制御をセットすべく白色点獲得のため
に無彩カラー用紙を使用することから、両方の組合せ共、1枚の無彩色枚葉紙を
内含していた。より特定的に言うと、実験は、以下の通りに行なわれた。
ら、各々のカラー枚葉紙30から反射された光は、CRT色ガモット内に入らな
ければならない。CRT表示のガモットを決定するためには、通常の事務所環境
内のものよりもわずかに明るく照明をセットすべく、低いCCT光源と高いCC
T光源が使用された。
ー枚葉紙30、最も明度の高い無彩色枚葉紙及びカラーエイド表記法に従った各
色相からの最も彩度の高い紙が選択された。いくつかの色相角について、カラー
用紙の全てがガモット外にある。その結果、17枚の有彩色枚葉紙及び1枚の無
彩色枚葉紙が選択された。表示のための設定値は以下の通りである。
98、0.626) B(x、y)=(0.231、0.103) 照明: A−光源、500lux 10,000K CIE昼光、500lux
がコンピュータシミュレーションにおいて検査された。
クによって得られた3刺激値は、正しい3刺激値に対し50の誤差値を付加する
ことにより各光源についてシミュレーションされた。50の誤差値は、通常CI
ELab空間内で3変量を分布させ、標準偏差は、この特定の例中で各成分につ
いて3.11である。この標準偏差は、本書に参考として内含されている「色再
現媒体を用いた条件等色における観察者の変動性」Color. Res. Appl.,22、1
74−188、1997の中で論述れているように、昼光シミュレータの下での
CRT表示装置とカラー用紙の間の視覚的等色誤差について報告するAlfvinの研
究作業に基づくものである。共分散行例は異なる色について異なっているが、異
なる色を横断するパターンは全く発見されず、従って、この研究作業の中で報告
された標準偏差の平均値が使用された。
り得られたスペクトル放射照度は、各々のカラー用紙組合せについてシミュレー
トされた。5つの光源についての55人の観察者からの結果が、各々の色組合せ
についてシミュレートされた。
照度が得られた場合の異なる観察者間のCIELab値の偏差を表わす図43によ
って計算されたSE94指数に基づいて評価された。実際、各光源について24色
にわたるSE94の平均値は、図44で表わされているように計算されるが、この
図中、添字iはマクベスカラーチェッカー内の色の数を表わしている。各々の平
均値は各光源下のパフォーマンスとみなされる。図44からの5つの平均値の中
の最大値を用いた各カラー用紙組合せが持上げられた。換言すると、図44から
の5つの値のうちの最悪の値を最小限にするような色組合せが選択された。
の単色片が本発明の一実施形態に従って使用された場合に、最適な結果が見い出
された。しかしながら、1片のみのカラー用紙30又は異なる色をもつ4枚以上
のカラー用紙片30を使用することができるということを理解すべきである。
々の色のスペクトル反射率又は特性及びその他の特性が予め測定され、例えばR
AM又はコンピュータ読取り可能媒体を含めたコンピュータ処理デバイス12内
のメモリの中にステップ55において記憶される。
ップ41及び/又はステップ42から使用される表示デバイス14のR、G及び
Bデジタル計数(すなわち0〜255)を、表示装置の特性に基づき3刺激値へ
と変換する。例えば、表示デバイス14の特性が各発光体の3刺激値(例えば赤
色、緑色又は青色)及びガンマ値として記述される場合、RGBデジタル計数か
ら3刺激値への変換は、本書に参考として内含されているSpec ICC、1:1
998−09「カラープロファイルのためのファイルフォーマット」の中で記述
されている手順を用いて達成可能である。
、g及びbはガンマ補正後の線形R、G及びB値を表わし、(Xr、Yr、Zr)
、(Xg、Yg、Zg)及び(Xb、Yb、Zb)は、最大デジタル値(255)にお
ける各発光体の3刺激値を表わす。(X、Y、Z)は、表示色の3刺激値を表わ
す。かくして、表示デバイス14の特性に基づき表示デバイス14のR、G及び
Bデジタル値(すなわち0−255)を3刺激値に変換する以下の方程式が得ら
れる:
ップ47で記憶される。次にステップ49では、3刺激値が検索され、スペクト
ル放射照度計算モジュールが活動化される。ステップ51では、視覚的整合結果
を示すことができる。
性及び物体24の単数または複数の反射率、そして単数または複数の物体24の
色に対して標本20の複数の色が比較される場合には等色関数に基づく3刺激値
から、照明条件出力を計算する。
乗最小化により(Crdi1……Crft2)について図20中の方程式を解くことに
よる、「スペクトル放射照度計算モジュール」内のスペクトル放射照度の計算が
示されている。
るものと仮定して、物体24の表面上に照射する照度及びxy座標が計算される
。特定的に言うと、物体24としてランバーシアン灰色用紙が使用されるが、そ
の他のスペクトル的に非選択的な色も使用可能である。xy座標というのは、1
つの表面が完全拡散器であると仮定して、この表面から反射された光のxy座標
を意味する。Lは照度を、x及びyはxy座標を、RPはスペクトル的に非選択
的な灰色用紙の反射率を表わす。照度、xy座標及び反射率の間の関係は当該技
術分野において周知のものであり、本書に参考として内含されたR.W.G.Hunt
著「測色、第3版」、Fountain Press、 p15第4行目、1998といったよ
うな従来の色彩科学教本の中に見い出すことができ、以下に再現されている。
30について視覚的整合が確立された場合、以下の等色関数を解くことにより、
反射性物体の上へのスペクトル放射照度を計算することができる。なおここでX i 、Yi、Ziは、視覚的整合により得られるi番目のカラー用紙30の3刺激値
を表わし、nは視覚的整合中で用いられるカラー用紙30の合計数を表わし、(
1≦h≦n)e(λ2)=(e1、e2…、em)は、スペクトル放射照度を表わ
し、mは波長の数を表わし、Δλは波長間隔を表わす。例えば、e(380nm
)=e1、e(385nm)=e2…、e(720nm)=e69そしてΔλ=5n
mである。r1(λ)=(ri1、ri2、…rim)はi番目の紙のスペクトル反
射率を表わす。さらに、x(λ)=x1、…、xm)、y(λ)=(y1、…、ym )及びz(λ)=(z1、…zm)は、本書に参考として内含するCIE1931
等色関数を表わす。
考として内含されている「測色、第3版」R. W. G. Hunt, Fountain Press、1
998年,p15、4行目、といったような大部分の従来の色彩科学教本の中に
見い出すことができる。さらに、1つの方程式として表わされたこの関係は、図
10に示されている。ただし、以上で記述し図10に示した関係は、ノイズに対
し非常に敏感である。ノイズには、例えば異なる種類の光源が内含され得る。従
って、本発明のもう1つの実施形態に従うと、図10中の方程式を解くとき、単
数または複数の制約条件が遵守される可能性がある。
常、例えば蛍光灯、自熱灯及び昼光といったように、1つの環境内には制限され
た数の光源が存在する。各種類の光源のスペクトルパワー分布は、例えば主成分
といったような制限された数の基本的成分によって記述される。例えば、白熱灯
のスペクトル分布は、2つの主成分によっておおよそ記述され、一方蛍光灯のス
ペクトル分布は、4つの主成分によりおおよそ記述される。さらに、昼光のスペ
クトル分布は、3つの成分によりおおよそ記述される。
る照明条件のスペクトル放射照度は、上述の「基本成分の線形組合せ」制約条件
によって記述され得る。さらに、この関係は、図11に示された方程式によって
表わされ、ここでe(λ)=(e1、e2、…、em)はスペクトル放射照度を表
わし、i1(λ)=(i11、i12、…i1m)及びi2(λ)=(i21、i22、…i 2m )は白熱灯の主成分を表わし、fi(λ)=(f11、f12、…f1m)、…f4
(λ)=(f41、f42、…f4m)は蛍光灯の主成分を表わし、d1(λ)=(d1 1 、d12、…d1m)、…、d3(λ)=(d31、d32、…、d3m)は昼光の主成分
を表わす。さらに、(Ci1、Ci2、Cf1、Cf2、Cf3、Cf4、Cd1、Cd2、Cd3 )は成分についての係数を表わす。
程式が得られる。係数のため図12に示された方程式を解き、それらを図11に
示された方程式中にはめ込むことにより、スペクトル分布を計算することができ
る。
条件」である。この制約条件は、上述の「基本成分の線形組合せ」と組み合わせ
て応用される。この制約条件には、図12に示された方程式を解くことが関与し
ている。線形制約条件下で最小二乗最小化の解を得ることは、本書に参考として
内含されているMATLABといったような当業者にとっては周知の数字プログ
ラミングパッケージを利用することによって容易に可能である。この制約条件は
、物理的に不合理なものである負のスペクトル分布を取り除くことができる。
分と負でない制約条件の使用」である。この制約条件は、各光源グループ(例え
ば白熱灯、蛍光灯又は昼光)が負でない成分の負でない線形組合せによって記述
されるという仮定に基づいている。この仮定は通常正しいものである。各々の負
でない成分は、実際の光源がそうであるように負でない値しかもたないことから
、想像上の主光源としてみなされる。この例外では、図14に示されているよう
に回転により負でない成分が計算され、回転係数は、図16の下で図15中の方
程式を最大にする最適化プロセスにより決定される。スペクトル放射輝度を記述
するための主成分の数が2である場合、回転の係数は通常、図17及び図18中
の方程式を解くことによって決定され得る。
ペクトル放射輝度を表わす。Nは(h≦i≦N)として各光源種類に属する光源
の数を表わす。例えば、P1(λ)=F1(λ)、…、P12(λ)=F12(λ)で
ある。(F*λ)は、本書に参考として内含されているCIE(国際照明委員会
)が規定するとおりの代表的蛍光灯のスペクトル分布を表わす。Pj(λ)=(
Pj1、Pj2…、Pjm)は、P1(λ)、…、PN(λ)の主成分を表わす。kは、
各光源種類の主成分の数を表わす。(1≦j≦k)。pinv0 は、偽似逆行列を表
わし、min0は最小係数を表わす。Minforeach0及びmaxforeach0は、それぞれ
各iの最小値及び各iの最大値を表わす。擬似逆行列の計算は、ここでも、MA
TLABといったような数学プログラミングパッケージを利用することによって
容易に実施できる。
分により置き換えられる。この方程式は図19に示された方程式に基づいて解か
れる。
制約条件としての実際の光源のスペクトル分布の使用」である。図12内の主成
分が実際の光源のスペクトル分布で置換された後、等式は図19に示された負で
ない制約条件の下で解かれる。
形組合せとして表わされている「スペクトル分布のための負でない制約条件」と
いう制約条件に類似している。さらに前者の制約条件は、回転された主成分の代
りに実際の光源のスペクトル分布が基本成分として使用されることから回転手順
が不要であるという点を除いて、「各係数のための負でない回転された成分及び
負でない制約条件の使用」という制約条件と類似している。しかしながら、前者
の制約条件を解く手順は、成分の数が後者の制約条件よりも多いことから、比較
的わずらわしいものである。この特定の実施形態においては、2つの異なるタイ
プの昼光(7000K以上又は7000K以下)及び3つの異なる種類の蛍光灯
(標準型、高演色型又は3波長型)が考えられる光源であると仮定されているが
、その他のタイプ及び数の光源も同様に可能である。
、「各係数のための負でない回転された成分及び負でない制約条件の使用」とい
う制約条件が使用される。各光源種類についての負でない成分は、図14に示さ
れているように回転により計算され、回転のための係数は、図6中の方程式の下
で図15の方程式を最大にする最適化プロセスにより決定され、コンピュータ読
取り可能媒体、RAM又はデータベースを含み得るメモリ内のコンピュータ処理
デバイス12の中に記憶される。
あることから、各光源種類について以下のスペクトル分布が使用され、以下の負
でない成分rj(λ)=(rj1、rj2…、rjm)が計算される。以下に記述され
ている通りの計算結果(rd11(k)、rd12(λ)、rdh1(λ)、rdh2(λ)
、rfs1(λ)、rfs2(λ)、rfh1(λ)、rfh2(λ)、rft1(λ)、rft2 (λ))は、コンピュータ読取り可能媒体、RAM又はデータベースを内含しう
るメモリ内のコンピュータ処理デバイス12の中に記憶される。さらに回転され
た成スペクトル源のスペクトル分布及びそれらの主成分の例は、標準型の蛍光灯
について図29、30及び31に示されている。
件の1つは、昼光の種類に関係する。この実施形態においては、2つの異なる種
類の昼光が存在するという仮定がなされているが、通常は1種類の昼光しか存在
しない。2つの異なる種類の昼光の混合は、通常の条件下では物理的に妥当とは
思われない。ただし、いずれかの昼光成分を伴うスペクトル放射照度は、物理的
に妥当でありうる。かくして、低温又は高温の昼光での2つのスペクトル放射照
度値を計算すること(すなわち、高温昼光無しでスペクトル放射照度を計算する
か又は低温昼光なしでスペクトル放射照度を計算すること)及び良い方の結果を
選択することにより、物理的に妥当と思われるスペクトル放射照度値を得ること
ができる。これらの計算及び選択は、以下の方程式により示される。
ための制約条件を示す。図25は、低温昼光無しの方程式を示し、図26中の方
程式は図15を解くための制約条件である。図23の2乗誤差が図25の2乗誤
差よりも小さい場合には、図23内の方程式(Crdl1、…、Crft2)に対
する解は図27の方程式を用いて選択され、スペクトル放射照度値に変換される
。そうでなければ、図25中の方程式(Crd11、…Crft2)に対する解は
、図28の方程式を用いて選択されスペクトル放射照度値に変換される。
ースでは、ユーザは、制約条件として使用される光源の種類を特定することがで
きる。例えば、ユーザの環境内にいかなる窓も存在しない場合、昼光成分が照明
条件内に存在するはずはない。かくして、ユーザのための照明条件を計算し不要
な成分を除去する前に制約条件として使用される光源の種類を特定するためのオ
プションを付加することによって、より優れた結果を得ることができる。
れている。直接的測定によって得られた各々のカラー枚葉紙から反射された光の
輝度及び色度座標も同様に基準点として示されている。図39及び40に示され
た楕円は、標準偏差の2,448倍に対応する、共分散行列から計算された95
%の信頼域を表わす。図41及び42は同様に95%の信頼域を示す。
度座標と直接的測定のものの間の有意な差異が示されている。これらの差異は、
色度座標の比較的小さな偏差にもかかわらず有意である。換言すると、平均色度
座標は、13人の観察者及び直接的測定からの結果の間で著しく異なるものでは
ない。
れている「一次転送標準として使用するためのプレスされたPTFE粉末のゴニ
オスペクトロフォメタータ分析」Apple. Opt.,27、3392−3396、19
88に見出される教示に従ってPR−650及びPTFEを用いて行なわれた。
直接的測定の結果は、本発明の一実施形態に従って決定されたスペクトル放射照
度値に対し比較された。
的測定値の間の比較が示されている。図32−38に従うと、本発明の一実施形
態に従った視覚的整合結果から、適正なスペクトル放射照度を決定することがで
きる。数値的パフォーマンス評価が2つの観点からとられ、以下で論述されてい
る。
についての平均差及び標準偏差が示されている。誤差量は、視覚的整合結果の誤
差に著しく左右されない。例えば、図39及び41において、v′座標の平均視
覚整合誤差は−0.03〜−0.08であるが、測定値内のv′座標の平均誤差は
+0.04である。計算手順は、回転された主成分の負でない線形組合せにより
構築された制限された部分空間から適正なスペクトル分布を得るように設計され
ている。
ベースの色管理システムのために使用される。スペクトル放射照度値(単複)を
決定するために評価された。該評価は、本発明により得られたスペクトル放射照
度値を用いて計算された物体の色と直接的測定によって得られたスペクトル放射
照度値を用いて計算された物体の色の間の色の差に基づくものであった。本発明
の利点の1つは、本発明によって決定されたスペクトル放射照度値が、以上の例
に示された通りのスペクトルベースの色管理システムによって使用されるのに充
分な精度をもつものであるという点にある。
以上で詳述した開示が、制限的意味をもたず一例としてのみ提示されるべく意図
されたものであることは明白であろう。本書中に明示的に述べられていないもの
の当業者には、さまざまな改変、改善及び修正が発生し、意図されることだろう
。これらの改変、改善及び修正は、本書により示唆されることが意図されたもの
であり、本発明の精神及び範囲内に入る。従って、本発明は、以下のクレーム及
びその等価物によってのみ制限される。
。
る。
る。
図である。
トル放射照度係数を例示するグラフである。
の流れ図である。
の流れ図である。
間の関係について解くにあたって応用される方程式を示す図である。
間の関係について解くにあたって応用される方程式を示す図である。
間の関係について解くにあたって応用される方程式を示す図である。
間の関係について解くにあたって応用される方程式を示す図である。
間の関係について解くにあたって応用される方程式を示す図である。
間の関係について解くにあたって応用される方程式を示す図である。
間の関係について解くにあたって応用される方程式を示す図である。
間の関係について解くにあたって応用される方程式を示す図である。
間の関係について解くにあたって応用される方程式を示す図である。
間の関係について解くにあたって応用される方程式を示す図である。
間の関係について解くにあたって応用される方程式を示す図である。
間の関係について解くにあたって応用される方程式を示す図である。
間の関係について解くにあたって応用される方程式を示す図である。
間の関係について解くにあたって応用される方程式を示す図である。
間の関係について解くにあたって応用される方程式を示す図である。
間の関係について解くにあたって応用される方程式を示す図である。
間の関係について解くにあたって応用される方程式を示す図である。
間の関係について解くにあたって応用される方程式を示す図である。
間の関係について解くにあたって応用される方程式を示す図である。
及びそれらの主要成分のグラフである。
及びそれらの主要成分のグラフである。
及びそれらの主要成分のグラフである。
直接的測定を通して得られたスペクトル放射照度出力の間の比較を示すグラフで
ある。
直接的測定を通して得られたスペクトル放射照度出力の間の比較を示すグラフで
ある。
直接的測定を通して得られたスペクトル放射照度出力の間の比較を示すグラフで
ある。
直接的測定を通して得られたスペクトル放射照度出力の間の比較を示すグラフで
ある。
直接的測定を通して得られたスペクトル放射照度出力の間の比較を示すグラフで
ある。
直接的測定を通して得られたスペクトル放射照度出力の間の比較を示すグラフで
ある。
直接的測定を通して得られたスペクトル放射照度出力の間の比較を示すグラフで
ある。
覚的整合結果と測定値の間の比較を示すグラフである。
覚的整合結果と測定値の間の比較を示すグラフである。
覚的整合結果と測定値の間の比較を示すグラフである。
覚的整合結果と測定値の間の比較を示すグラフである。
である。
Claims (68)
- 【請求項1】 単数又は複数の色を有する物体の照明条件を測定するための
方法において: − 各々が単数又は複数の色を有する単数又は複数の標本を提供する段階; − 1つの標本の1つの色に対して物体の色のうちの1つを比較する段階であっ
て、比較対象である標本の色が複数の色属性によって定義づけされる、段階; − 標本の色が物体の色と実質的に整合するように見えるまで比較対象となって
いる標本の色を表わす複数の色属性値のうちの少なくとも1つを調整する段階;
及び − 調整された複数の色属性値に基づいて第1の範囲にわたり物体の照明条件出
力を決定する段階、 を含んで成る方法。 - 【請求項2】 照明条件が同様に物体の反射率に基づいて決定される、請求
項1に記載の方法。 - 【請求項3】 照明条件値が、スペクトル放射照度出力である、請求項1に
記載の方法。 - 【請求項4】 物体の色及び標本の色が照明条件に対する異なる依存度を有
している、請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 反射性材料の色又はその他の色の中の物体又は標本の色のう
ちの1つが、自己発光デバイスの色である、請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 調整された色属性値を、上に標本が表示されている表示デバ
イスの少なくとも1つの特性に基づいて、対応する3刺激値へと変換する段階を
さらに含んで成り、ここで照明条件が該対応する3刺激値に基づいて決定される
、請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 少なくとも1つの特性が、各々の赤、緑及び青色発光体の3
刺激値及びガンマ値を内含する、請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 − 等色関数を提供する段階をさらに含んで成り; − 単数又は複数の標本の異なる色に対し物体の色のうち2つ以上のものについ
て一度ずつ、比較及び調整が実施され; − 照明条件は、物体の2つ以上の色に対し比較され調整された単数又は複数の
標本の異なる色についての調整済み色属性値及び等色関数に基づいて決定される
、 請求項1に記載の方法。 - 【請求項9】 物体の2つ以上の色が、灰色、深紅色、紫色及び緑色を含ん
で成る、請求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 決定段階にはさらに、物体の照明条件値の決定に際し複数
の制約条件のうちの少なくとも1つを遵守することが含まれる、請求項1に記載
の方法。 - 【請求項11】 制約条件のうちの1つが、物体を照射する光源の特性から
誘導される、請求項10に記載の方法。 - 【請求項12】 光源が、昼光、蛍光又は白熱光を含んで成る、請求項11
に記載の方法。 - 【請求項13】 特性が、光源のスペクトルパワー分布である、請求項11
に記載の方法。 - 【請求項14】 制約条件のうちの1つによって、照明条件値が負でないこ
とが規定されている、請求項10に記載の方法。 - 【請求項15】 決定段階が: − 多数の照明条件値を決定する段階; − 照明条件値の各々に対応する複数の線形関係のうちの各々のものについて誤
差値を決定する段階;及び − 最低の誤差値を表わす照明条件値を選択する段階、 をさらに含んで成る、請求項8に記載の方法。 - 【請求項16】 測定値を表示すべくコンピュータモニタ上に照明条件値を
表示する段階をさらに含んで成る、請求項1に記載の方法。 - 【請求項17】 印刷デバイスによって印刷された単数又は複数の文書の色
レベルを調整するために照明条件値を使用する段階をさらに含んで成る、請求項
1に記載の方法。 - 【請求項18】 表示デバイス上に表示された単数又は複数の画像の色レベ
ルを調整するため照明条件値を使用する段階をさらに含んで成る、請求項1に記
載の方法。 - 【請求項19】 メモリ内に記憶された単数又は複数の画像の色レベルを調
整するために照明条件値を使用する段階をさらに含んで成る、請求項1に記載の
方法。 - 【請求項20】 比較対象となっている標本上に反射される照射光の量を低
減させる段階をさらに含んで成る、請求項1に記載の方法。 - 【請求項21】 低減段階には、比較された標本を検分するための少なくと
も1つの部分的開口部をもつ装置で比較対象となっている標本を少なくとも部分
的にカバーする段階が含まれている、請求項20に記載の方法。 - 【請求項22】 比較段階には、特徴づけされた表示デバイスを用いて標本
及び物体としてカラーパッチを表示、その後カラーパッチの色のうちの1つに対
し物体の色のうちの1つを比較する段階が含まれている、請求項1に記載の方法
。 - 【請求項23】 比較段階には、物体としてカラー材料の少なくとも一片を
使用する段階がさらに含まれている、請求項1に記載の方法。 - 【請求項24】 複数の色属性値のうちの少なくとも1つがR、G及びBの
デジタル計数値を含んで成る、請求項1に記載の方法。 - 【請求項25】 第1の範囲が可視光スペクトル全体にわたっている、請求
項1に記載の方法。 - 【請求項26】 可視光スペクトルが380nm〜720nmである、請求
項25に記載の方法。 - 【請求項27】 単数又は複数の色をもつ物体の照明条件を測定するための
装置において: − 標本の1つの単数又は複数の色のうちの1つに対し物体の色のうちの1つを
比較するため単数又は複数の標本を表示する表示デバイス; − 標本の色が物体の色と実質的に整合するように見えるまで標本の色を表わす
複数の色属性のうちの少なくとも1つを調整するための色属性インタフェース;
及び − 調整された複数の色属性値に基づき物体の照明条件を決定するための処理シ
ステム、を含んで成る装置。 - 【請求項28】 標本の色が反射率特性を有し、照明条件値が同様に該反射
率特性に基づいて決定される、請求項27に記載の装置。 - 【請求項29】 照明条件値がスペクトル放射照度値である、請求項27に
記載の装置。 - 【請求項30】 処理システムが、調整済み色属性値を表示装置の少なくと
も1つの特性に基づいて対応する3刺激値へと変換し、照明条件が標本の反射率
特性及び対応する3刺激値に基づいて決定される、請求項27に記載の装置。 - 【請求項31】 少なくとも1つの特性が、各々の赤、緑及び青色の3刺激
値及びガンマ値を内含する、請求項30に記載の装置。 - 【請求項32】 − 等色関数を提供する段階をさらに含んで成り; − 単数又は複数の標本の異なる色に対し物体の色のうち2つ以上のものについ
て一度ずつ、比較及び調整が実施され; − 照明条件は、物体の2つ以上の色に対し比較され調整された単数又は複数の
標本の異なる色についての調整済み色属性値及び等色関数に基づいて決定される
、 請求項30に記載の装置。 - 【請求項33】 物体の単数または複数の色が、灰色、深紅色、紫色及び緑
色を含んで成る、請求項32に記載の装置。 - 【請求項34】 決定段階にはさらに、物体の照明条件値の決定に際し複数
の制約条件のうちの少なくとも1つを遵守することが含まれる、請求項27に記
載の装置。 - 【請求項35】 制約条件のうちの1つが、物体を照射する光源の特性から
誘導される、請求項34に記載の装置。 - 【請求項36】 光源が、昼光、蛍光又は白熱光を含んで成る、請求項35
に記載の装置。 - 【請求項37】 特性が、光源のスペクトルパワー分布である、請求項35
に記載の装置。 - 【請求項38】 制約条件のうちの1つによって、照明条件値が負でないこ
とが規定されている、請求項34に記載の装置。 - 【請求項39】 決定段階が: − 多数の照明条件値を決定する段階; − 照明条件値の各々に対応する複数の線形関係のうちの各々のものについて誤
差値を決定する段階;及び − 最低の誤差値を表わす照明条件値を選択する段階、 をさらに含んで成る、請求項32に記載の装置。 - 【請求項40】 測定値を表示すべくコンピュータモニタ上に照明条件値を
表示する段階をさらに含んで成る、請求項27に記載の装置。 - 【請求項41】 印刷デバイスによって印刷された単数又は複数の文書の色
レベルを調整するために照明条件値を使用する段階をさらに含んで成る、請求項
27に記載の装置。 - 【請求項42】 表示デバイス上に表示された単数又は複数の画像の色レベ
ルを調整するため照明条件値を使用する段階をさらに含んで成る、請求項27に
記載の装置。 - 【請求項43】 メモリ内に記憶された単数又は複数の画像の色レベルを調
整するために照明条件値を使用する段階をさらに含んで成る、請求項27に記載
の装置。 - 【請求項44】 比較対象となっている標本上に反射される照射された光の
量を低減させる遮蔽デバイスをさらに含んで成る、請求項27に記載の装置。 - 【請求項45】 比較段階には、特徴づけされた表示デバイスを用いて標本
及び物体としてカラーパッチを表示、その後カラーパッチの色のうちの1つに対
し物体の色のうちの1つを比較する段階が含まれている、請求項27に記載の装
置。 - 【請求項46】 複数の色属性値のうちの少なくとも1つがR、G及びBの
デジタル計数値を含んで成る、請求項27に記載の装置。 - 【請求項47】 − 各々が単数又は複数の色を有する単数又は複数の標本
を提供する段階; − 1つの標本の1つの色に対して物体の色のうちの1つを比較する段階であっ
て、比較対象である標本の色が複数の色属性によって定義づけされる、段階; − 標本の色が実質的に物体の色と整合するように見えるまで比較対象となって
いる標本の色を表わす複数の色属性値のうちの少なくとも1つを調整する段階;
及び − 調整された複数の色属性値に基づいて物体の照明条件値を決定する段階、 を含んで成る単数又は複数の色を有する物体の照明条件を測定するための方法を
実施すべく自ら実施可能な命令プログラムを具体的に実施する1つの機械により
読み取り可能なプログラム記憶デバイス。 - 【請求項48】 標本の色が反射率特性を有し、照明条件値が同様に比較対
象となっている標本の色の反射率特性に基づいて決定される、請求項47に記載
のデバイス。 - 【請求項49】 照明条件値がスペクトル放射照度値である、請求項47に
記載のデバイス。 - 【請求項50】 調整済み色属性値を表示装置の少なくとも1つの特性に基
づいて対応する3刺激値へと変換し、照明条件が対応する3刺激値に基づいて決
定される、請求項47に記載のデバイス。 - 【請求項51】 少なくとも1つの特性が、各々の赤、緑及び青色発光体の
3刺激値及びガンマ値を内含する、請求項47に記載のデバイス。 - 【請求項52】 − 等色関数を提供する段階をさらに含んで成り; − 単数又は複数の標本の異なる色に対し物体の色のうち2つ以上のものについ
て一度ずつ、比較及び調整が実施され; − 照明条件は、物体の2つ以上の色に対し比較され調整された単数又は複数の
標本の異なる色についての調整済み色属性値及び等色関数に基づいて決定される
、 請求項47に記載のデバイス。 - 【請求項53】 物体の2つ以上の色が、灰色、深紅色、紫色及び緑色を含
んで成る、請求項47に記載のデバイス。 - 【請求項54】 決定段階にはさらに、物体の照明条件値の決定に際し複数
の制約条件のうちの少なくとも1つを遵守することが含まれる、請求項47に記
載のデバイス。 - 【請求項55】 制約条件のうちの1つが、物体を照射する光源の特性から
誘導される、請求項54に記載のデバイス。 - 【請求項56】 光源が、昼光、蛍光又は白熱光を含んで成る、請求項55
に記載のデバイス。 - 【請求項57】 特性が、光源のスペクトルパワー分布である、請求項55
に記載のデバイス。 - 【請求項58】 制約条件のうちの1つによって、照明条件値が負でないこ
とが規定されている、請求項54に記載のデバイス。 - 【請求項59】 決定段階が: − 多数の照明条件値を決定する段階; − 照明条件値の各々に対応する複数の線形関係のうちの各々のものについて誤
差値を決定する段階;及び − 最低の誤差値を表わす照明条件値を選択する段階、 をさらに含んで成る、請求項52に記載のデバイス。 - 【請求項60】 測定値を表示すべくコンピュータモニタ上に照明条件値を
表示する段階をさらに含んで成る、請求項47に記載のデバイス。 - 【請求項61】 印刷デバイスによって印刷された単数又は複数の文書の色
レベルを調整するために照明条件値を使用する段階をさらに含んで成る、請求項
47に記載のデバイス。 - 【請求項62】 表示デバイス上に表示された単数又は複数の画像の色レベ
ルを調整するため照明条件値を使用する段階をさらに含んで成る、請求項47に
記載のデバイス。 - 【請求項63】 メモリ内に記憶された単数又は複数の画像の色レベルを調
整するために照明条件値を使用する段階をさらに含んで成る、請求項47に記載
のデバイス。 - 【請求項64】 比較対象となっている標本上に反射される照射光の量を低
減させる段階をさらに含んで成る、請求項47に記載のデバイス。 - 【請求項65】 低減段階には、比較された標本を検分するための少なくと
も1つの部分的開口部をもつ装置で比較対象となっている標本を少なくとも部分
的にカバーする段階が含まれている、請求項64に記載のデバイス。 - 【請求項66】 比較段階には、特徴づけされた表示装置を用いて標本及び
物体としてカラーパッチを表示、その後カラーパッチの色のうちの1つに対し物
体の色のうちの1つを比較する段階が含まれている、請求項47に記載のデバイ
ス。 - 【請求項67】 比較段階には、物体としてカラー材料の少なくとも一片を
使用する段階がさらに含まれている、請求項47に記載のデバイス。 - 【請求項68】 複数の色属性値のうちの少なくとも1つがR、G及びBの
デジタル計数値を含んで成る、請求項47に記載のデバイス。
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